通信消息變換裝置以及通信消息變換方法
2024-02-09 15:38:15
專利名稱：通信消息變換裝置以及通信消息變換方法
技術領域：
本發明涉及進行不同協議的通信網絡之間的消息的變換的通信消息變換裝置以及通信消息變換方法，特別涉及適合於FlexRay(DaimlerChrysler AG的註冊商標)網絡與CAN(Controller Area Network控制器區域網絡)的消息變換的通信消息變換裝置以及通信消息變換方法。
背景技術：
隨著安裝在車輛上的設備的電子化，在車輛上也已可以構築通信網絡。作為該車載LAN(Local Area Network區域網)，廣泛地利用了CAN(Controller Area Network控制器區域網絡)(例如，參照專利文獻1)。
另一方面，隨著數據量的增大、複雜化等，要求更高速且可靠性高的網絡。因此，作為高速網絡，FlexRay(註冊商標)引起了關注。FlexRay其最大傳輸速率是10Mbps，是作為CAN的最大傳輸速率的1Mbps的10倍。
這樣，在引入FlexRay時，需要考慮與以往使用的CAN之間的通信。為此，提出有進行FlexRay與CAN的通信交換的消息變換裝置(例如，參照專利文獻2)。
該被提出的消息變換裝置在連接到FlexRay網絡的FlexRay控制器與連接到CAN網絡的CAN控制器之間設置有CPU(Central Processor Unit中央處理單元)。該CPU通過軟體處理，將來自CAN控制器的消息按照FlexRay的協議變換為FlexRay的消息，從而向FlexRay控制器發送，並將來自FlexRay控制器的消息按照CAN的協議變換為CAN的消息並向CAN控制器發送。
特開2003-264576號公報[專利文獻2]特開2005-328119號公報(圖2)但是，以往的消息變換裝置是利用軟體來實現其功能的。為此，當提供變換處理、路由選擇處理以外的處理功能的情況下，CPU的負荷增大，會發生變換延遲，從而難以有效地利用高速的傳輸速率。特別是由於FlexRay和CAN其通信協議不同，所以需要優先地進行同步監視、出錯監視、出錯處理等，從而CPU的負荷的增大不可避免。
此外，對於變換處理、路由選擇處理來說也是，如果FlexRay、CAN的信道數量增加，則在中繼目的地的信道搜索上也需要花費一定時間，從而在路由選擇處理上需要花費一定時間。進而，由於變換處理對象的幀數也會增加，所以在變換裝置內的停滯時間會增長，從而除了引起吞吐量的惡化之外，還需要大量的緩衝存儲器。
發明內容
因此，本發明的目的在於提供一種對不同的通信協議的消息高速地進行變換而進行中繼的消息變換裝置以及消息變換方法。
此外，本發明的另一目的在於提供一種對不同的通信協議的消息高效率地進行變換而以高吞吐量進行中繼的消息變換裝置以及消息變換方法。
進而，本發明的另一目的在於提供一種用於即使信道數量增加也會防止吞吐量的下降的消息變換裝置以及消息變換方法。
為了實現該目的，本發明在與不同的通信協議的通信線路連接並將一個通信協議的消息變換為另一個協議的消息而對指定的地址進行通信的通信消息變換裝置中，具有接收電路，其接收來自第1通信線路的上述一個通信協議的消息；發送電路，其按照上述另一個通信協議的調度，將上述另一個通信協議的消息發送到第2通信線路；以及路由選擇電路，其根據包含在上述接收電路的上述消息中的標識符搜索上述另一個協議的通信線路的地址標識符，並將上述接收電路的消息變換為上述另一個協議的格式。
此外，本發明在將事件觸髮型通信協議的消息變換為時間觸髮型通信協議的消息而對指定的地址進行通信的通信消息變換裝置中，具有接收單元，其接收事件觸髮型通信協議的消息；發送緩衝器，其存儲上述時間觸髮型消息；發送單元，其按照時間觸發的調度將上述發送緩衝器的消息發送到通信線路；以及路由選擇單元，其將上述事件觸髮型消息存儲到上述發送緩衝器的指定地址的存儲位置，並且存儲更新歷史；其中，對上述事件觸髮型消息附加上述更新歷史並進行發送。
進而，本發明在將事件觸髮型通信協議的消息變換為時間觸髮型通信協議的消息而對指定的地址進行通信的通信消息變換裝置中，具有接收單元，其接收事件觸髮型通信協議的消息；發送緩衝器，其存儲上述時間觸髮型消息；發送單元，其根據時間觸髮型通信協議的網絡空閒時間信息，按照時間觸發的調度將上述發送緩衝器的消息發送到通信線路；以及路由選擇單元，其將上述事件觸髮型消息存儲到上述發送緩衝器的指定地址的存儲位置。
進而，本發明在將FlexRay幀模式變換為CAN幀模式的消息變換方法中，包括接收由表示CAN ID的標識符、數據長度、CAN數據構成的上述FlexRay幀模式的步驟；以及用上述接收到的FlexRay幀的表示CANID的標識符、數據長度、CAN數據變換為上述CAN幀模式的步驟。
進而，本發明在將FlexRay幀模式變換為CAN幀模式的消息變換方法中，包括接收由表示FlexRay ID的標識符、CAN數據構成的上述FlexRay幀模式的步驟；以及將上述接收到的FlexRay幀的標識符變換為CAN ID，並且用附加了數據長度的CAN數據變換為上述CAN幀模式的步驟。
在本發明中，由於分別設置有進行不同的通信協議的調度的調度電路、路由選擇電路，所以能夠高速、無停滯地進行消息變換。此外，由於對於時間觸髮型消息附加更新歷史，所以從通信線路接收到消息的設備，即使是時間觸髮型消息，也能夠容易地識別其是更新過的消息、還是以前的消息。進而，由於將網絡空閒時間作為觸發而執行時間觸髮型調度，所以能夠正確並且容易地根據時間觸髮型調度進行變換處理。此外，由於是考慮變換效率而構成FlexRay幀格式，所以能夠高效率地實現FlexRay與CAN的消息變換。
圖1是本發明的一種實施方式的通信消息變換裝置的方框圖；圖2是圖1結構的FlexRay數據接收操作的說明圖；圖3是圖1結構的CAN數據發送操作的說明圖；圖4是圖1的G/W硬宏(ハ一ドマクロ)部的結構圖；圖5是圖4的G/W硬宏部的方框圖；圖6是圖4的FlexRay和CAN的幀關係圖；圖7是圖4的路由選擇部的結構圖；圖8是圖7的FlexRay地址映射存儲器的說明圖；圖9是圖7的CAN地址映射存儲器的說明圖；圖10是圖7的CAN變換映射存儲器的說明圖；圖11是圖7的FlexRay發送緩衝器的說明圖；圖12是圖5的FlexRay調度電路的說明圖；圖13是圖5的CAN調度電路的說明圖；圖14是適合於圖1的消息變換的FlexRay幀模式的第1說明圖；圖15是適合於圖1的消息變換的FlexRay幀模式的第2說明圖；以及圖16是用於圖15以及圖16的幀模式變換的FlexRay映射存儲器的說明圖。
符號說明1通信消息變換裝置2G/W硬宏部10FlexRay控制器12-1、12-2、12-3CAN控制器21FlexRay接收存儲處理電路
22CAN接收存儲處理電路23FlexRay調度電路24CAN調度電路26FlexRay發送緩衝器27CAN發送緩衝器28狀態檢測電路29路由選擇電路具體實施方式
以下，按照消息變換裝置、路由選擇電路、調度電路、FlexRay-CAN變換用幀處理、其他實施方式的順序說明本發明的實施方式，但本發明並不限於該實施方式。
-消息變換裝置-圖1是本發明的消息變換裝置的一種實施方式的整體方框圖，圖2以及圖3是圖1的消息變換裝置的路由選擇操作說明圖，圖4是圖1的G/W硬宏電路的方框圖，圖5是圖4的硬宏電路的說明圖，圖6是FlexRay通信格式和CAN通信格式的說明圖。
如圖1所示，消息變換裝置1由以下部分構成FlexRay控制器10；多個(這裡是3個)CAN控制器12-1、12-2、12-3；定時器電路14；CPU16；中斷控制電路18；DMA(Direct Memory Access，直接存儲器訪問)電路11；G/W(網關)硬宏電路2；快閃記憶體13；以及連接它們的內部總線15。
FlexRay控制器10是控制通信的通信控制器(CC)，其經由總線驅動器(未圖示)與FlexRay總線連接。
FlexRay採用以時隙進行幀的發送接收的時間觸髮型協議。即，採用各節點所使用的時隙預先已確定的周期性的數據傳輸方式。
CAN控制器12-1、12-2、12-3採用CSMA/CA傳輸方式，其是採用傳輸線路空閒時能夠發送消息的CAN協議的方式。即，是根據事件的發生發出通信請求並僅在能夠獲得發送權的情況下可以進行發送的事件觸髮型協議。
中斷控制電路18對來自FlexRay控制器10、CAN控制器12-1、12-2、12-3、G/W硬宏電路2的中斷進行仲裁，並付與總線15的專用權。DMA控制電路11接收來自FlexRay控制器10、CAN控制器12-1、12-2、12-3、G/W硬宏電路2的DMA請求，並進行DMA轉發。
C/W硬宏電路2，如後面在圖4及以後的圖中所述，進行FlexRay協議與CAN協議的變換，並向指定的地址轉發。CPU16進行各控制器10、12-1、12-2、12-3等的設定、狀態監視、出錯檢測、出錯處理等。快閃ROM13主要存儲CPU16所執行的程序、參數等。
圖2以及圖3是圖1的結構中的G/W硬宏電路2的網關操作的說明圖，圖2是從FlexRay控制器10向G/W硬宏電路2的發送操作的說明圖，圖3是從圖1的結構中的G/W硬宏電路2向CAN控制器12-1的發送操作的說明圖。
如圖2所示，FlexRay控制器10，在從FlexRay總線接收到FlexRay幀數據(後面在圖7中說明)時，經由信號線向DMA控制電路11通知DMA請求的處理開始。DMA控制電路11向FlexRay控制器10允許DMA轉發，從而FlexRay控制器10經由總線15向G/W宏電路2發送所接收到的FlexRay幀數據。
G/W硬宏電路2，如後面所述，將FlexRay幀數據變換為CAN幀數據，並發送到指定的目的地(在本例中是CAN控制器12-1)。即，如圖3所示，G/W硬宏電路2經由信號線向DMA控制電路11通知DMA請求的處理開始。DMA控制電路11向G/W硬宏電路2允許DMA轉發，從而G/W硬宏電路2經由總線15向GAN控制器12-1發送變換後的CAN幀數據。
圖4是G/W硬宏電路2的方框圖，圖5是根據信號的流向改寫圖4的結構後的方框圖，圖6是FlexRay通信格式和CAN通信格式的說明圖。
如圖4所示，G/W硬宏電路2具有與內部總線15連接的總線-接口電路20；FlexRay接收數據處理電路21；CAN接收數據處理電路22；FlexRay調度電路23；CAN調度電路24；寄存器設定部25；FlexRay發送緩衝器26；CAN發送緩衝器27；狀態檢測電路28；路由選擇電路29。
路由選擇電路29具有存儲FlexRay ID與CAN ID的對應關係的映射存儲器42；利用映射存儲器42搜索與FlexRay ID對應的CAN ID、與CAN ID對應的Flex幀緩衝器地址的搜索數據處理電路40；存儲器接口電路41。
總線-接口電路20由總線30與FlexRay接收數據處理電路21、CAN接收數據處理電路22、FlexRay調度電路23、CAN調度電路24、寄存器設定部25連接。路由選擇電路29由總線31與FlexRay接收數據處理電路21連接，由總線32與CAN接收數據處理電路22連接，由總線33與FlexRay發送緩衝器26和CAN發送緩衝器27連接。
FlexRay調度電路23由總線34與FlexRay緩衝器26連接，CAN調度電路24由總線35與CAN發送緩衝器27連接。寄存器設定電路25由總線36與FlexRay發送緩衝器26、CAN發送緩衝器27、路由選擇電路29的存儲器接口電路42連接。
CPU16能夠經由總線15、總線接口電路20從寄存器設定電路25寫入FlexRay發送緩衝器26、CAN發送緩衝器27、映射存儲器42的值。
參照圖6，用圖5說明各電路。接收數據(存儲)處理電路21接收並存儲FlexRay幀數據。如圖6所示，在FlexRay的規定中，規定從Cycle0到Cycle63的通信周期。將各周期Cycle0～63的時隙Slot1到Slotm分配給各節點，最後，設置分離各周期的NIF(Network Idle Time網絡空閒時間)。
該各時隙的FlexRay幀格式，在FlexRay ID(分配給FlexRay總線的節點的ID)、有效負荷·段的數據長度等標頭段後接著是DATA1、DATA2、...的數據部(有效負荷·段)，最後以由CRC(Cyclic RedundancyCode循環冗餘碼)組成的尾段結束。
接著，CAN數據(存儲)處理電路22接收並存儲CAN幀數據。如圖6所示，CAN幀格式由CAN ID(分配給CAN總線的節點的ID)、數據長度(DLC)、8位元組單位的1個或者多個數據構成。
路由選擇電路29從FlexRay接收數據中搜索發送目的地，並在目的地是FlexRay的情況下，將數據存儲在FlexRay發送緩衝器26中。此外，在目的地是CAN的情況下，提供該目的地的CAN ID，並將數據存儲在CAN發送緩衝器(FIFO)27中。此外，路由選擇電路29從CAN接收數據中搜索發送目的地，在目的地是FlexRay的情況下，提供FlexRay ID，並將數據存儲在FlexRay發送緩衝器26中。此外，在目的地是CAN的情況下，將數據存儲在CAN發送緩衝器(FIFO)27中。
FlexRay調度電路23按照FlexRay的時間觸發調度，從FlexRay發送緩衝器26獲取數據，並將數據設置到FlexRay控制器10中。CAN調度電路24按照CAN事件觸發調度，從CAN發送緩衝器27獲取數據，並將數據設置到CAN控制器12-1中。
狀態檢測電路28檢測FlexRay以及CAN的總線狀態(接收未結束、中斷、CAN總線負荷大等)，並執行失效保護(フエ一ルセ一フ)處理。
這樣，由於用硬體實現不同的通信協議間的路由選擇、協議變換、調度，所以能夠防止變換延遲，從而能夠有效地利用高速的傳輸速率。特別是，CPU16能夠優先地執行因FlexRay和CAN的通信協議不同而引起的同步監視、出錯監視、出錯處理等。
此外，對於變換處理、路由選擇處理等也是，即使FlexRay、CAN的信道數量增加，也能夠高速地進行中繼目的地的信道搜索，從而能夠防止路由選擇處理的時間延遲。進而，即使變換處理對象的幀數增加，在變換裝置內的停滯時間也不會增大，而能夠防止吞吐量的下降，從而不需要大量的緩衝存儲器。
-路由選擇電路-圖7是圖4以及圖5的路由選擇電路的結構圖，圖8是圖7的FlexRay用地址映射存儲器的說明圖，圖9是圖7的CAN用地址映射存儲器的說明圖，圖10是CAN用發送控制映射存儲器的說明圖，圖11是FlexRay發送緩衝器的說明圖。
如圖7所示，路由選擇電路29具有FlexRay用發送目的地判定電路31、CAN向數據處理電路32、CAN用發送目的地判定電路33、CAN用地址搜索電路34。
FlexRay用發送目的地判定電路31參照FlexRay地址映射存儲器31-1，判定FlexRay接收數據是「到FlexRay」、「廣播」、「到CAN」中的任意一個。
FlexRay用發送目的地判定電路31參照FlexRay地址映射存儲器31-1，在FlexRay接收數據是「到FlexRay」、「廣播」的情況下，將數據存儲在FlexRay發送緩衝器26中，在FlexRay接收數據是「到CAN」、「廣播」的情況下，向CAN向數據處理電路32轉發數據。
用於此的FlexRay地址映射存儲器13-1，如圖8所示，針對各FlexRayID(參照圖6)，存儲FlexRay發送目的地及CAN發送的有無的數據組和預先指定的發送目的地CAN ID(參照圖6)。發送目的地CAN ID能夠擴展到最多256個，總之，與指定相對應地能夠指定單個或者多個。
此外，FlexRay發送目的地及CAN發送的有無的數據組由8位構成，開頭6位表示FlexRay發送目的地(地址)，剩下的2位表示「到FlexRay」、「到CAN」、「廣播」。在此，FlexRay發送目的地其「00」表示「ID無效」，「01」表示「FlexRay CH1」，「10」表示「FlexRay CH2」，「100」表示「FlexRay CH3」。此外，剩下的2位其「00」指示該FlexRay ID欄的無效，「01」指示「到FlexRay」，「10」指示「到CAN」，「11」指示「廣播」。
因而，FlexRay用發送目的地判定電路31利用接收數據存儲處理電路21的FlexRay幀數據(參照圖6)的FlexRay ID參照FlexRay地址映射存儲器13-1，並在FlexRay發送目的地及CAN發送的有無的數據組的剩下2位表示「到FlexRay」的情況下，向FlexRay用發送緩衝器26(後面描述)的FlexRay地址的區域寫入接收FlexRay幀數據。
同樣，FlexRay用發送目的地判定電路31，利用FlexRay ID參照FlexRay地址映射存儲器31-1，並在FlexRay發送目的地及CAN發送的有無的數據組的剩下的2位表示「到CAN」的情況下，附加CAN ID欄的CAN ID，而將接收FlexRay幀數據轉發到CAN數據處理電路32。
同樣，FlexRay用發送目的地判定電路31，利用FlexRay ID參照FlexRay地址映射存儲器31-1，並在FlexRay發送目的地及CAN發送的有無的數據組的剩下的2位表示「廣播」的情況下，向FlexRay用發送緩衝器26(後面描述)的FlexRay地址的區域寫入接收FlexRay幀數據，並且附加CAN ID欄的CAN ID，而將接收FlexRay幀數據轉發到CAN數據處理電路32。
接著，CAN用發送目的地判定電路33參照CAN地址映射存儲器33-1，判定CAN接收數據是「到FlexRay」、「廣播」、「到CAN」中的任意一個。
CAN用發送目的地判定電路33參照CAN地址映射存儲器33-1，在CAN接收數據是「到FlexRay」、「廣播」的情況下，將數據存儲在FlexRay發送緩衝器26中，在CAN接收數據是「到CAN」、「廣播」的情況下，向CAN用地址搜索電路34轉發數據。
用於此的CAN地址映射存儲器33-1，如圖9所示，針對各CAN ID(參照圖6)存儲FlexRay發送、CAN發送的有無及FlexRay地址的數據組和預先指定的FlexRay發送緩衝器地址。
如圖11的FlexRay發送緩衝器26所示，對於每個FlexRay ID預先指定存儲CAN ID的數據的地址(位置)。當然，對於FlexRay廣播等來說，在FlexRay ID中還設置有存儲FlexRay的接收數據的地址(位置)。此外，設置表示是否對該數據位置的數據進行了更新的歷史的更新歷史。更新歷史，如果在數據寫入時被更新，則為「on」，而在將發送緩衝器26的數據設置到FlexRay控制器10中之後，則更新為「off」。上述的CAN地址映射存儲器33-1的FlexRay發送緩衝器地址是由圖11的CAN ID指定的數據存儲位置。
此外，FlexRay發送、CAN發送的有無及FlexRay地址的數據組由8位構成，開頭6位表示FlexRay發送目的地(地址)，剩下的2位表示「到FlexRay」、「到CAN」、「廣播」。在此，FlexRay發送目的地其「00」表示「ID無效」，「01」表示「FlexRay CH1」，「10」表示「FlexRay CH2」，「100」表示「FlexRay CH3」。此外，剩下的2位其「00」指示該FlexRayID欄的無效，「01」指示「到FlexRay」，「10」指示「到CAN」，「11」指示「廣播」。
因而，CAN用發送目的地判定電路33，利用接收數據存儲處理電路22的CAN幀數據(參照圖6)的CAN ID參照CAN地址映射存儲器33-1，並在發送目的地及發送的有無的數據組的剩下2位表示「到FlexRay」的情況下，向FlexRay用發送緩衝器26(圖11)的FlexRay發送緩衝器地址的區域寫入接收CAN幀數據，並對更新歷史進行更新。
同樣，CAN用發送目的地判定電路33利用CAN ID參照CAN地址映射存儲器33-1，並在發送目的地及發送的有無的數據組的剩下2位表示「到CAN」的情況下，將接收CAN幀數據轉發到CAN用地址搜索電路34。
同樣，CAN用發送目的地判定電路33利用CAN ID參照CAN地址映射存儲器33-1，並在發送目的地及發送的有無的數據組的剩下2位表示「廣播」的情況下，向FlexRay用發送緩衝器26(圖11)的FlexRay發送緩衝器地址的區域寫入接收CAN幀數據，並且，將接收CAN幀數據轉發到CAN用地址搜索電路34。
CAN數據處理電路32，根據從FlexRay發送地址判定電路31發送來的接收FlexRay幀數據和CAN ID，判定是否需要劃分給CAN用，在需要劃分的情況下進行劃分，並附加CAN ID而形成CAN數據(參照圖6)。此外，在不需要劃分的情況下，根據接收FlexRay幀數據和CAN ID形成附加有CAN ID的CAN數據(參照圖6)。
接著，CAN用地址搜索電路34，利用所傳送的CAN數據的CAN ID參照CAN地址信息映射存儲器34-1，搜索發送目的地CAN信道，並以在映射存儲器34-1中指定的發送間隔，將CAN數據轉發到CAN用發送緩衝器(FIFO)27。
用於此的CAN地址信息映射存儲器34-1，如圖10所示，針對各CANID(參照圖6)，存儲定期發送間隔、間斷(間引き)發送的有無、間斷次數、間斷時間、因總線負荷引起的間斷髮送的有無、CAN信道號以及CAN發送緩衝器的地址。
與CAN總線連接的設備是各種各樣的，在設備中，如FlexRay那樣，即使以周期性數據傳輸方式發送數據，也存在無用的情況，此外，還存在需要必須發送數據的設備和即使等待規定時間也沒有影響的設備。因此，對於每個由CAN ID指定的設備，能夠指定發送間隔(時間間隔)、間斷髮送的有無、間斷間隔(次數)、間斷時間，並且根據設備的重要程度，能夠設定因總線負荷引起的間斷髮送的有無。
進而，CAN用地址搜索電路34利用該CAN ID搜索CAN信道，並在對應的CAN發送緩衝器地址中附加上述發送間隔、間斷信息等發送控制信息，並寫入CAN數據(數據轉發)。
這樣，因為用硬體構成路由選擇電路29，所以高速的路由選擇、數據分割、數據變換等成為可能，並且還能夠容易地實現間斷等細緻的處理。
-調度電路-以下，利用圖12以及圖13說明圖4以及圖5的調度電路23、24。圖12是FlexRay用調度電路23的說明圖。如圖12所示，FlexRay用調度電路23從FlexRay發送緩衝器26讀出數據，並根據FlexRay的調度，將數據轉發到FlexRay控制器10。
即，FlexRay調度電路23檢測來自FlexRay控制器10的NIT(參照圖6)，在內部進行調度，並依次讀出與各時隙對應的FlexRay發送緩衝器26的FlexRay ID的數據DATA1、DATA2、DATA3，從而數據轉發到FlexRay控制器10。
接著，圖13是CAN用調度電路24的結構圖，具有數據發送定時判定電路24-1；定期發送處理電路24-2；間斷髮送判定電路24-3；發送仲裁處理電路24-4。
數據發送定時判定電路24-1檢查在CAN用發送緩衝器(FIFO)27中是否存儲有數據。此外，在CAN用發送緩衝器27中對於每個信道設置有指示自動發送的有無、事件/定期發送的寄存器。
數據發送定時判定電路24-1讀出數據被存儲在CAN用發送緩衝器27中並且被設定為有自動發送的發送FIFO(信道)的數據，並根據事件/定期的設定，而分發給定期發送處理電路24-2或者發送仲裁處理電路24-4，從而存儲在其數據存儲緩衝器24-A或者24-B中。
定期發送處理電路24-2以數據存儲緩衝器24-A的存儲數據(CAN數據)後附加的發送間隔(參照圖10)，將數據存儲緩衝器24-A的CAN數據發送到間斷髮送處理電路24-3。
間斷髮送處理電路24-3檢查CAN數據的間斷信息(參照圖10)，並在有間斷的情況下，根據間斷次數、時間等，進行間斷處理，並存儲在發送仲裁處理電路24-4的數據存儲緩衝器24-B中。此外，間斷髮送處理電路24-3，在存在總線負荷的間斷的情況下，根據CAN數據的間斷信息(參照圖10)檢查總線負荷是否成為了設定值，如果已成為設定值，則進行間斷處理，並存儲在發送仲裁處理電路24-4的數據存儲緩衝器24-B中。
發送仲裁處理電路24-4將數據存儲緩衝器24-B的CAN數據轉發到CAN控制器12-1。此外，發送仲裁處理電路24-4，在數據存儲緩衝器24-B空的情況下，在CAN數據被存儲的定時，轉發到CAN控制器12-1，在CAN控制器12-1的消息盒120不空的情況下(充滿的情況下)，在來自CAN控制器12-1的CAN發送結束到來時，從數據存儲緩衝器24-B讀出CAN數據，並轉發到CAN控制器12-1。
這樣，調度操作也可以獨立並且與協議一致地執行。
-FlexRay-CAN交換用幀處理-圖14以及圖15是適合於FlexRay-CAN交換用的數據幀的說明圖。如圖6所說明的，就FlexRay來說，規定了時隙、幀的格式等，但適合於交換用的幀格式卻並未被提出。
在此，說明有效地利用此前的CAN的資源並且高效率地進行向CAN的通行那樣的FlexRay數據幀。
圖14是將FlexRay幀模式設置成FlexRay ID、CAN ID、DLC(數據長度)、CAN DATA的格式。就FlexRay幀格式(1)來說，因為將CANID附加在FlexRay幀的DATA之前，所以只進行數據分割就能夠形成發送CAN幀。即，能夠減輕圖7的FlexRay發送地址判定部31的處理，從而能夠高效率地進行交換。
就FlexRay格式(3)來說，通過將FlexRay ID設置成與CAN ID相同，並且將FlexRay DLC和CAN DLC設置成相同，而能夠直接進行轉發。即，能夠減輕圖7的FlexRay發送地址判定部31、CAN數據處理電路32的處理，從而能夠高效率地進行交換。
圖15是將FlexRay幀模式設置成FlexRay ID、CAN DATA(8位元組)的格式的圖。就FlexRay幀格式(2)來說，僅通過將FlexRay ID變換為CAN ID並且附加DLC而進行數據分割，就能夠形成發送CAN幀。即，能夠減輕圖7的CAN數據處理部32的數據分割處理，從而能夠高效率地進行交換。
就FlexRay幀格式(4)來說，也僅通過將FlexRay ID變換為CAN ID並且附加DLC，就能夠形成發送CAN幀。即，能夠減輕圖7的CAN數據處理部32的數據分割處理，從而能夠高效率地進行交換。
圖16是用於與這些幀格式對應的結構，在本發明中，能夠通過僅改變FlexRay用發送目的地判定電路31的地址映射存儲器31-1的內容來實現。即，對圖7的映射存儲器31-1的結構附加DCL欄、幀模式的欄，並用2位的幀模式來標識FlexRay ID的幀模式。
並且，就FlexRay幀格式模式(1)來說，數據處理電路32隻要進行數據分割即可，就FlexRay幀格式模式(2)、(4)來說，數據處理電路32隻要進行CAN ID、DLC的粘貼即可。就FlexRay幀格式模式(3)來說，數據處理電路32不需要進行處理。
這樣，如果使用該FlexRay幀格式模式(1)-(4)，則交換處理變得更容易，能夠防止網關的停滯。
-其他的實施方式-在上述的實施方式中，雖然以FlexRay與CAN的交換說明了網關裝置，但其能夠用於其他的通信協議、特別是事件觸髮型與時間觸髮型的其他的通信交換。G/W硬宏部的結構、例如調度電路，也可以採用其他的結構。進而，不僅是車載用的用途，而且還可以用於其他的用途。
由於分別設置有進行不同的通信協議的調度的調度電路、路由選擇電路，所以能夠高速、無停滯地進行消息變換。此外，由於對於時間觸髮型消息附加更新歷史，所以從通信線路接收到消息的設備，即使是時間觸髮型消息，也能夠容易地識別其是更新過的消息、還是以前的消息。進而，由於將網絡空閒時間作為觸發而執行時間觸髮型調度，所以能夠正確並且容易地根據時間觸髮型調度進行變換處理。此外，由於是考慮變換效率而構成FlexRay幀格式，所以能夠高效率地實現FlexRay與CAN的消息變換。
權利要求
1.一種通信消息變換裝置，其與不同的通信協議的通信線路連接並將一個通信協議的消息變換為另一個協議的消息而對指定的地址進行通信，其特徵在於，具有接收電路，其接收來自第1通信線路的上述一個通信協議的消息；發送電路，其按照上述另一個通信協議的調度，將上述另一個通信協議的消息發送到第2通信線路；以及路由選擇電路，其根據包含在上述接收電路的上述消息中的標識符搜索上述另一個協議的通信線路的地址標識符，並將上述接收電路的消息變換為上述另一個協議的格式。
2.一種通信消息變換裝置，其將事件觸髮型通信協議的消息變換為時間觸髮型通信協議的消息而對指定的地址進行通信，其特徵在於，具有接收單元，其接收事件觸髮型通信協議的消息；發送緩衝器，其存儲上述時間觸髮型消息；發送單元，其按照時間觸發的調度將上述發送緩衝器的消息發送到通信線路；以及路由選擇單元，其將上述事件觸髮型消息存儲到上述發送緩衝器的指定地址的存儲位置，並且存儲更新歷史；其中，對上述事件觸髮型消息附加上述更新歷史並進行發送。
3.一種通信消息變換裝置，其將事件觸髮型通信協議的消息變換為時間觸髮型通信協議的消息而對指定的地址進行通信，其特徵在於，具有接收單元，其接收事件觸髮型通信協議的消息；發送緩衝器，其存儲上述時間觸髮型消息；發送單元，其根據時間觸髮型通信協議的網絡空閒時間信息，按照時間觸發的調度將上述發送緩衝器的消息發送到通信線路；以及路由選擇單元，其將上述事件觸髮型消息存儲到上述發送緩衝器的指定地址的存儲位置。
4.一種消息變換方法，其將FlexRay幀模式變換為CAN幀模式，其特徵在於，包括接收由表示CAN ID的標識符、數據長度、CAN數據構成的上述FlexRay幀模式的步驟；以及用上述接收到的FlexRay幀的表示CAN lD的標識符、數據長度、CAN數據變換為上述CAN幀模式的步驟。
5.一種消息變換方法，其將FlexRay幀模式變換為CAN幀模式，其特徵在於，包括接收由表示FlexRay ID的標識符、CAN數據構成的上述FlexRay幀模式的步驟；以及將上述接收到的FlexRay幀的標識符變換為CAN ID，並且用附加了數據長度的CAN數據變換為上述CAN幀模式的步驟。
6.一種通信消息變換裝置，其與不同的通信協議的通信線路連接並將一個通信協議的消息變換為另一個協議的消息而對指定的地址進行通信，其特徵在於，具有接收電路，其接收來自第1通信線路的上述一個通信協議的消息；發送電路，其將上述另一個通信協議的消息發送到第2通信線路；路由選擇電路，其根據包含在上述接收電路的上述消息中的標識符搜索上述另一個協議的通信線路的地址標識符，並將上述接收電路的消息變換為上述另一個協議的格式；以及調度電路，其以使來自上述路由選擇電路的消息按照上述另一個通信協議的調度從上述發送電路被發送的方式進行控制；其中，上述路由選擇電路與上述調度電路一體地形成。
7.一種通信消息變換裝置，其與不同的通信協議的通信線路連接並將一個通信協議的消息變換為另一個協議的消息而對指定的地址進行通信，其特徵在於，具有接收電路，其接收來自第1通信線路的上述一個通信協議的消息；發送電路，其按照上述另一個通信協議的調度，將上述另一個通信協議的消息發送到第2通信線路；路由選擇電路，其根據包含在上述接收電路的上述消息中的標識符搜索上述另一個協議的通信線路的地址標識符，並將上述接收電路的消息變換為上述另一個協議的格式；以及通信控制電路，其控制上述接收電路與上述路由選擇電路之間的通信以及上述路由選擇電路與上述發送電路之間的通信。
8.一種通信消息變換裝置，其與不同的通信協議的通信線路連接並將一個通信協議的消息變換為另一個協議的消息而對指定的地址進行通信，其特徵在於，具有接收電路，其接收來自第1通信線路的上述一個通信協議的消息；發送電路，其將上述另一個通信協議的消息發送到第2通信線路；網關電路，其根據包含在上述接收電路的上述消息中的標識符搜索上述另一個協議的通信線路的地址標識符，並將上述接收電路的消息變換為上述另一個協議的格式，並且以使變換為上述另一個協議後的消息按照上述另一個通信協議的調度從上述發送電路被發送的方式進行控制；以及通信控制電路，其控制上述接收電路與上述網關電路之間的通信以及上述網關電路與上述發送電路之間的通信。
全文摘要
本發明涉及對於以不同的通信協議、調度進行通信的消息進行變換的變換裝置，其無變換延遲而高效率地進行變換。在進行不同的通信協議的消息變換的消息變換裝置(2)中，分別設置進行不同的通信協議的調度的調度電路(23，24)和路由選擇電路(29)，並單獨地進行時間觸髮型調度和事件觸髮型調度。其能夠高效率地實現FlexRay與CAN的消息變換。
文檔編號H04L29/06GK1996966SQ20061016878
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月20日 優先權日2005年12月20日
發明者鷹取剛, 野海薰, 西橋獎, 笠目知秀, 石川幸男, 福井誠志, 林心 申請人:富士通天株式會社